[发明专利]一种基于零知识证明的区块链区块同步方法及装置

权利要求书

1.一种基于零知识证明的区块链区块同步方法，其特征在于，包括：

在区块链网络设置公共的零知识证明服务模块，所述零知识证明服务模块为区块链节点提供基于离散对数的非交互式零知识证明服务，将零知识证明服务请求所输入零知识证明材料生成零知识证明，并将零知识证明返回给请求者；

在区块传输阶段，计算区块同步请求节点需要同步的总区块高度，根据分段步长确定分段数，针对各分段的同步区块从最新区块高度节点中选择同步节点进行同步；

在区块验证阶段，当区块被传送到区块同步请求节点后，放入缓存，区块同步请求节点根据分段步长进行分段验证，各分段内验证最高的区块，各分段内最高的区块对应的同步节点向零知识证明服务模块发起服务请求，并将零知识证明服务模块返回的零知识证明发送到区块同步请求节点完成区块验证。

2.根据权利要求1所述的一种基于零知识证明的区块链区块同步方法，其特征在于，所述基于离散对数的非交互式零知识证明服务流程包括：

区块同步请求节点向同步节点发起区块同步请求；

同步节点向零知识证明服务模块请求零知识证明服务，同步节点根据区块信息生成零知识证明材料δ，并发送到零知识证明服务模块；

零知识证明服务模块利用零知识证明材料δ构建基于大质数p和正整数g的离散对数y=g^δ(mod p)，mod为求模，y为指数值；

零知识证明服务模块从群Z_p中选出一个随机数v，计算新的指数值t=g^v(mod p)，其中Z_p为小于p的所有素数集合构成的群；

零知识证明服务模块计算哈希值h=H(g,y,t)，H(·)为哈希函数；

零知识证明服务模块计算中间变量r=v-h*δ，得到零知识证明proof=(t,r)，并将零知识证明proof以及正整数g、指数值y、哈希值h返回给区块同步；

同步节点将零知识证明proof以及正整数g、指数值y、哈希值h发送给区块同步请求节点；

区块同步请求节点验证零知识证明proof，即验证公式g^ry^h≡t是否成立。

3.根据权利要求1所述的一种基于零知识证明的区块链区块同步方法，其特征在于，所述零知识证明材料包括：前序区块哈希、交易列表、区块签名信息、时间戳、随机数、默克尔树验证路径、默克尔根。

4.根据权利要求3所述的一种基于零知识证明的区块链区块同步方法，其特征在于，根据前序区块哈希、交易列表、区块签名信息、时间戳、随机数这些区块信息生成当前区块哈希，所述当前区块哈希按照默克尔树验证路径与默克尔根对比从而验证区块合法性。

5.根据权利要求1所述的一种基于零知识证明的区块链区块同步方法，其特征在于，在区块传输阶段，各分段的同步区块根据区块链中节点的负载情况，从最新区块高度节点中选择同步节点进行同步，每次同步的同步节点个数不超过区块链半数节点。

6.根据权利要求1所述的一种基于零知识证明的区块链区块同步方法，其特征在于，区块同步请求节点向最新区块高度节点确认区块高度差异，根据差异值及分段步长确定分段数，各分段并发同步区块，区块哈希的生成采用递归哈希，根据递归哈希，只需验证每个分段内最高的区块。

7.根据权利要求1所述的一种基于零知识证明的区块链区块同步方法，其特征在于，各分段同步完成后，同步本地区块高度，如果有分段内区块验证失败，则将已经验证通过的具有最高区块高度的分段以及之前分段的区块更新至本地账本，更新本地区块高度，其余分段的区块进行回滚，按照新的本地区块高度再次开启同步流程。

8.根据权利要求1所述的一种基于零知识证明的区块链区块同步方法，其特征在于，每个节点设有处理模块、验证模块和提交模块，所述处理模块用于区块高度检查，发起区块同步请求，区块传输；所述验证模块用于验证区块的合法性；所述提交模块用于将合法的区块提交到账本。